基于Openstack部署云計算管理平臺

黃 玨

（南京工業職業技術學院，江蘇 南京 210046）

公司構建一套完整IT系統需要3個基本條件：硬件資源，軟件資源和專門的運維人員。隨著公司業務的增長，軟硬件及其他基礎架構升級，成本將不斷上升。原有的管理模式低效且信息安全風險大，用戶簡化配置和管理網絡的要求，加速了當今云計算技術的發展。

在云計算服務下，云服務提供商可即時處理大量信息，數量級高達數千萬甚至數億。資源和服務按需分配，使普通用戶享受超級計算機帶來高端服務，利用虛擬化提高了資源的利用率[1]。云計算包括3種模式：軟件即服務（Software as a Service，SaaS），平臺即服務（Platform as a Service，PaaS）和基礎設施即服務（Infrastructure as a Service，IaaS）[2]。SaaS將計算和存儲資源封裝為用戶可以直接使用的應用并通過網絡提供給用戶；PaaS計算和存儲資源經封裝后，以某種接口和協議的形式提供給用戶調用，資源的使用者不再直接面對底層資源，IaaS把單純的計算和存儲資源不經封裝直接通過網絡以服務的形式提供給用戶使用[3]。

1 Openstack平臺關鍵技術分析

Openstack是和Linux一樣開源的系統架構，能夠滿足類型繁多的云計算服務環境。它是一款自由開源的軟件具有高擴展性及部署靈活的特點，企業可以利用它來構建自身的IaaS服務，可實現對企業資源的整合和高效利用[4]。

虛擬化技術是實現云計算基礎架構層面的核心技術，也是推動云計算這一概念發展的一項重要技術。該技術在物理設備底層和上層操作系統之間運行一個虛擬軟件層，這一層產生資源池。它是物理設備的集合，各種物理設備互相協作提供服務并由軟件統一管理。它允許多個操作系統和應用程序在物理資源上共享硬件，創建多個可運行獨立操作系統的虛擬機。虛擬化將應用軟件與底層物理設備分離。從更抽象和更廣泛的背景來理解，虛擬化技術實際上是一個非常大的概念。虛擬化技術的出現遠遠超過了虛擬化操作系統，現在已經實現了內存、網絡、CPU、文件和存儲的虛擬化[5]。虛擬化技術實現基本的物理資源抽象，使其成為可靈活生成、調度和管理的基礎資源池，以實現自動化基礎設施的有效整合，實時遷移。

IaaS通過一定的方式虛擬化成若干臺外部看似獨立的服務器，每臺虛擬服務器具有一定的計算能力，可單獨提供他們所支持的服務。這些服務器同時運行，相互隔離，降低能耗的同時提高了資源的利用率。

2 方案設計

本次搭建采用的系統是CentOS 7 64 bit。部署Openstack版本為Ocata。采用多點部署方式。多點部署有以下優點：（1）管理、維護接近真實環境。（2）能夠更加清楚地理解Openstack各組件之間的依賴關系。（3）能夠測試Openstack各組件的功能和穩定性[6]。搭建Openstack管理平臺對硬件要求比較高。目前搭建Openstack的方法有利用源碼進行安裝，利用Devstack進行安裝等多種方式。本次搭建是利用源碼來安裝。為獲得最好的體驗，環境需滿足最低硬件要求。Controller節點最低硬件要求：1顆CPU，4 GB內存，兩塊網卡，20 GB硬盤；compute節點最低硬件要求：1顆CPU，2 GB內存，兩塊網卡，20 GB硬盤。

3 系統實現

Openstack系統的實現離不開關鍵組件的安裝，Openstack平臺的所有服務都是依靠這些組件進行的。在部署Openstack平臺之前先要作以下準備。首先安裝并配置NTP的服務，其次添加hosts文件，最后安裝Openstack官方依賴包。

3.1 Keystone組件的安裝

實現系統的身份鑒權，開通服務以及授權服務功能，在Openstack中絕大數的服務都需要Keystone服務對其進行統一的身份授權管理。通過此組件可以授權各組件的服務，在安裝配置過程中先登陸Mysql數據庫進行添加Keystone服務，通過yum install opentack-keystone httpd mod_wsgi命令安裝Openstack-keystone組件。

3.2 Glance組件的安裝

Glance組件對Openstack中的鏡像文件進行統一的管理，Openstack Image服務是基礎架構即服務的關鍵服務，安裝此服務前必須先添加數據庫服務，在配置glance參數時要注意的是，keystone_authtoken參數的user&password必須要和之前配置的環境變量的用戶密碼保持一致，否則會導致上傳鏡像失敗。

3.3 Nova組件的安裝

Nova是Openstack云中的計算組織控制器。支持Openstack云中實例（instances）生命周期的所有活動都由Nova處理。這樣使得Nova成為一個負責管理計算資源、網絡、認證、所需可擴展性的平臺。Openstack compute與Openstack Identity進行交互以進行身份驗證。Controller節點安裝完成之后需要切換到compute節點安裝Openstacknova服務。

3.4 Neutron組件的安裝

Neutron是為Openstack中創建的虛擬機實例提供網絡服務，Neutron在Openstack中創建一個邏輯上的網絡通信服務。通過命令：yum install Openstack-neutron 來安裝neutron組件。

3.5 Dashboard組件的安裝

安裝Openstack-dashboard服務可以通過命令：yum install Openstack-dashboard -y來執行安裝。安裝完成之后進入Openstack-dashboard的配置文件設置訪問Web GUI界面。

3.6 安裝配置Cinder服務

Cinder是塊存儲，用來給虛擬機掛擴展硬盤，就是將Cinder創建出來的卷，掛到虛擬機里。Openstack-cinder服務為Openstack中VM實例提供獨立的存儲方案，同時Cinder也可以被當作創建的虛擬機實例的啟動盤使用，一個Cinder只能對應一個虛擬機實例。首先使用root用戶創建Cinder數據庫服務；然后為Cinder創建用戶，完成之后將admin添加到Cinder授權用戶中，接著安裝Openstack-cinder組件，命令如下：yum install Openstack-cinder -y。安裝完成，需要修改目錄下/etc/cinder/cinder.conf配置文件的參數，在[default]參數中配置數據庫服務以及身份驗證授權訪問服務，隨后配置KEYSTONE_AUTHTOKEN參數，password選項填寫Identity身份驗證密碼為：ADMIN_PASS。配置完成后，將Cinder服務設為系統啟動時開啟，并啟動Openstack-cinderapi和Openstack-cinder-scheduler服務。

4 測試

首先我們要確?？梢皂樌M入Dashboard Web GUI界面，可以看到Openstack平臺的整體概況，比如資源利用率，包括內存，CPU，硬盤容量等，還要查看網絡組件和Cinder組件是否運行正常。查看之前上傳的CirrOS鏡像的狀態是否正常。接下來就是對組件的功能進行測試。（1）新建網絡信息；（2）新建Cinder卷；（3）創建鏡像文件；（4）創建實例類型；（5）創建實例。最終可以看到這個虛擬機實例可正常運行。

5 結語

本文對云計算及Openstack進行了簡要的介紹，提出了基于Openstack的多節點部署構建云平臺的方案，并詳細對其工作原理及關鍵組件的安裝部署進行了說明。接下來的工作是將此云平臺運用到學校實驗室或者公司網絡，從而降低信息化的建設成本，提高管理能力。